一种基于机器视觉的预制棒直径及不圆度自动化检测设备的制作方法

1.本实用新型涉及光纤预制棒检测技术领域，尤其是一种基于机器视觉的预制棒直径及不圆度自动化检测设备。


背景技术：

2.光纤预制棒在出厂前需要进行棒体直径及不圆度检测。现有技术中，大部分企业采用人工检测的方式对光纤预制棒进行检测。一方面，人工检测容易受到工人工作状态影响，容易发生误检的情况；另一方面，工人检测速度难以跟上机器的生产速度，为此工厂不得不扩大质检人员规模，日益上升的人力资源成本逐渐成为企业痛点。也有一部分企业则是以悬挂测量的方式实现直径测量，此类实现方式存在重大安全隐患，一旦棒体坠落将造成人员安全事故以及物料损失。


技术实现要素：

3.本技术针对上述现有生产技术中的缺点，提供一种基于机器视觉的预制棒直径及不圆度自动化检测设备，能够对水平放置的光纤预制棒自动化进行直径及不圆度测量，减少了工作人员和光纤预制棒的接触，防止人员误伤，提高检测精度和检测速度。
4.本实用新型所采用的技术方案如下：
5.一种基于机器视觉的预制棒直径及不圆度自动化检测设备，包括基座，所述基座上分别设置第一托辊底座和第二托辊底座，第一托辊底座上并排设置两个第一无动力托辊，两个第一无动力托辊转动连接在第一托辊底座上，第二托辊底座上并排设置第二无动力托辊和驱动托辊，第二无动力托辊和驱动托辊转动连接在第二托辊底座上；所述基座一侧设置测径仪固定支架，测径仪固定支架下端面设置两个测径仪，两个测径仪左右对称设置，并且两个测径仪的测量端相对设置；所述测径仪固定支架中部设置在升降电动滑台的移动端上，升降电动滑台竖直设置在水平扫描支架中部；所述水平扫描支架一侧连接平移电动滑台的移动端，平移电动滑台水平设置在基座上端面一侧。
6.进一步的，驱动托辊一端设置从动齿轮，从动齿轮一侧设置与从动齿轮啮合连接的驱动齿轮，驱动齿轮连接在驱动电机一端，驱动电机固定在电机底座上，电机底座固定在基座上。
7.进一步的，水平扫描支架另一侧滑动连接在导向滑轨中，导向滑轨水平设置在基座上端面另一侧。
8.本实用新型的有益效果如下：
9.本实用新型结构紧凑、合理，操作方便，能够对水平放置的光纤预制棒自动化进行直径及不圆度测量，减少了工作人员和光纤预制棒的接触，防止人员误伤，提高检测精度和检测速度；在检测过程中能够实现对光纤预制棒的稳定承载，避免预制棒在检测过程中磕碰损伤。
附图说明
10.图1为本实用新型立体图。
11.图2为驱动托辊驱动结构图。
12.图3为测径仪安装示意图。
13.图4为光纤预制棒检测示意图。
14.图5为光纤预制棒截面图。
15.其中：1、基座；2、第一托辊底座；3、第一无动力托辊；4、第二托辊底座；5、第二无动力托辊；6、驱动托辊；7、从动齿轮；8、驱动齿轮；9、驱动电机；10、电机底座；11、平移电动滑台；12、导向滑轨；13、水平扫描支架；14、升降电动滑台；15、测径仪固定支架；16、测径仪；a、光纤预制棒；n、测径方向数；n1、测径方向1；n2、光纤测径方向2；s1、光纤预制棒平行部平均周长；s2、旋转步长。
具体实施方式
16.下面结合附图，说明本实用新型的具体实施方式。
17.如图1和图2所示的实施例中，一种基于机器视觉的预制棒直径及不圆度自动化检测设备主要包括基座1，基座1上分别设置第一托辊底座2和第二托辊底座4，第一托辊底座2上并排设置两个第一无动力托辊3，两个第一无动力托辊3转动连接在第一托辊底座2上。第二托辊底座4上并排设置第二无动力托辊和驱动托辊6。第二无动力托辊5和驱动托辊6转动连接在第二托辊底座4上。在进行光纤预制棒检测时，光纤预制棒放置在第一托辊底座2和第二托辊底座4上，由两个第一无动力托辊3、第二无动力托辊和驱动托辊6共同滚动支撑。
18.如图1和图2所示的实施例中，驱动托辊6一端设置从动齿轮7，从动齿轮7一侧设置与从动齿轮7啮合连接的驱动齿轮8，驱动齿轮8连接在驱动电机9一端，驱动电机9固定在电机底座10上，电机底座10固定在基座1上。
19.如图1所示的实施例中，基座1一侧设置测径仪固定支架15，测径仪固定支架15下端面设置两个测径仪16，两个测径仪16左右对称设置，并且两个测径仪16的测量端相对设置。在测量光纤预制棒a时，光纤预制棒a位于两个测径仪16之间进行测量。
20.如图1和图3所示的实施例中，测径仪固定支架15中部设置在升降电动滑台14的移动端上，升降电动滑台14竖直设置在水平扫描支架13中部。工作时，升降电动滑台14能够带动两个测径仪16上下升降调整高度位置。
21.如图1和图3所述的实施例中，水平扫描支架13一侧连接平移电动滑台11的移动端，平移电动滑台11水平设置在基座1上端面一侧。在工作时，平移电动滑台11能够带动两个测径仪16水平移动调整水平位置。
22.为了保证水平扫描支架13平移时的稳定性，如图1所示的实施例中，水平扫描支架13另一侧滑动连接在导向滑轨12中，导向滑轨12水平设置在基座1上端面另一侧。
23.本实用新型的工作原理是：在进行光纤预制棒a检测时，首先将测径仪16移动到基座1的一端。如图4所示，将待检测光纤预制棒a放置在第一托辊底座2和第二托辊底座4上，由两个第一无动力托辊3、第二无动力托辊和驱动托辊6共同滚动支撑。此时光纤预制棒a的锥头部背向水平扫描支架13设置，光纤预制棒a的尾柄部面向水平扫描支架13设置。
24.检测时，首先进行尾柄部垂直中心点校准。校准时，启动平移电动滑台11，平移电
动滑台11带动两个测径仪16水平往复运动扫描光纤预制棒a的尾柄部，然后根据测径仪16的数据计算尾柄在垂直方向的中心点坐标。根据计算的中心点坐标调整测径仪固定支架15移动到尾柄垂直中心位置。
25.尾柄部垂直中心点校准完成后，如图5所示，对光纤预制棒a进行方向n1上的连续直径测量。水平扫描支架13带动两个测径仪16沿着长度方向连续移动实现直径的连续测量。对连续测量的直径数据进行分析计算，计算该径向方向上光纤预制棒a的平均周长s1。然后根据设定的测径方向数n，结合平行部平均周长s1，计算光纤预制棒的旋转滚动距离(旋转步长s2)。
26.预制棒平行部总长度为:length_pre，连续测径步长为:t。
27.计算得到平行部单方向连续测径次数：
28.在预制棒n1方向进行单次测径，得到单点直径数据：n1_dia_01。
29.在预制棒n1方向进行连续测径，得到n1方向的直径数据集：n1_diameters＝{n1_dia_01，n1_dia_02，......，n1_dia_x}。
30.n1方向的平均直径n1_diameter_avg为：
31.平行部的平均周长s1为：s1＝a
×
n1_diameter_avg。
32.用户设定的测径方向数为n，结合平行部平均周长s1，计算得出预制棒的旋转滚动距离(旋转步长s2)：
33.接着对剩余方向进行直径连续扫描，根据计算得到的旋转步长s2，驱动托辊带动光纤预制棒a旋转至下一个检测方向。水平扫描支架13带动测径仪16对当前方向进行往复式连续直径测量。重复上述步骤，直到完成所有规定方向的直径测量。
34.完成所有方向的直径测量后，对光纤预制棒a的不圆度进行计算。首先对光纤预制棒a1.n个方向的直径连续扫描数据进行整合匹配，得到径向直径数据集d1。然后以连续测径步长t为间隔对数据集d1进行分组，得到截面直径数据集d2，每组数据表示预制棒一个截面上n个方向的直径合集；对截面直径数据集d2中的每周直径分别进行不圆度计算，得到预制棒径向不圆度数据集e1。
35.对预制棒n个方向的直径连续扫描数据进行整合匹配，得到径向直径数据集d1：
[0036][0037]
以连续测径步长t为间隔对数据集d1进行分组，得到截面直径数据集dc：
[0038][0039]
其中：
[0040]
dc1＝{n1_dia_01n2_dia_01...nn_dia_01}，
[0041]
dc2＝{n1_dia_02n2_dia_02...nn_dia_02}
[0042]
每组数据(dc
x
)表示预制棒一个截面x上n个方向的直径合集。
[0043]
对截面直径数据集dc中的每组直径(dc
x
)分别进行不圆度计算：
[0044][0045]
得到预制棒径向不圆度数据集e:
[0046][0047]
以上描述是对本实用新型的解释，不是对实用新型的限定，本实用新型所限定的范围参见权利要求，在本实用新型的保护范围之内，可以作任何形式的修改。